Использование литого наконечника винтовых свай в многолетнемерзлых грунтах


Время чтения: 6 минут Интересно, но нет времени читать?

Отправка на почту статьи


Нажимая кнопку "Получить", я подтверждаю свою дееспособность и даю согласие на обработку своих персональных данных в соответствии с условиями



В статье рассматриваются вопросы целесообразности применения винтовых свай с литым наконечником в многолетнемерзлых грунтах.

Содержание статьи:

1. Физические и механические свойства многолетнемерзлых грунтов

2. Особенности установки винтовых свай в многолетнемерзлые грунты

3. Коррозионная агрессивность многолетнемерзлых грунтов по отношению к стали

4. Выводы


О преимуществах и недостатках использования литых/сварных наконечников винтовых свай в сезоннопромерзающих грунтах мы подробно рассказываем в статье «В каких случаях следует использовать литой наконечник». Здесь же мы хотим рассмотреть вопросы применения винтовых свай с литым наконечником в многолетнемерзлых грунтах.

1. Физические и механические свойства многолетнемерзлых грунтов

Многолетнемерзлые грунты находятся в мерзлом состоянии в течение трех и более лет. В ненарушенном состоянии имеют высокую несущую способность.

В природных условиях могут находиться в твердомерзлом, пластично-мерзлом или сыпучемерзлом состояниях:

  • Твердомерзлые грунты прочно сцементированы льдом. При относительно быстром приложении усилий происходит их хрупкое разрушение. Под действием нагрузок от сооружений эти грунты практически не сжимаются.
  • Пластичномерзлые грунты сцементированы льдом, но обладают вязкими свойствами. Они характеризуются достаточно большой сжимаемостью.
  • Сыпучемерзлые грунты – это грунты, имеющие отрицательную температуру, но не сцементированные льдом. К ним относятся крупнообломочные, гравелистые и песчаные грунты с суммарной влажностью менее 0,03.

2. Особенности установки винтовых свай в многолетнемерзлые грунты

Существует мнение, что сваи с литым наконечником гораздо больше подходят для использования в грунтах:

  • прочных скальных;
  • крупнообломочных;
  • с включениями (природный и/или техногенный мусор).

К этой же группе, как правило, относят и многолетнемерзлые грунты.

Такой подход связан с широкой распространенностью тезиса, согласно которому литая конструкция превосходит сварную по прочности именно потому, что не имеет сварных соединений. Однако это утверждение ошибочно.

В действительности место, где находится сварной шов, всегда прочнее за счет большего сечения. В остальном же характеристики свариваемого материала ничем не отличаются от отлитого в форме.

Кроме того, необходимо учитывать, что для погружения винтовых свай в грунт в условиях многолетней мерзлоты используется лидерное бурение на глубину погружения шнеком, диаметр которого равен диаметру ствола сваи. Это означает, что нагрузка на наконечник и лопасть процессе погружения всегда будет минимальна.

3. Коррозионная агрессивность многолетнемерзлых грунтов по отношению к стали

Многолетнемерзлые грунты это, как правило, высокоомные грунты (удельное электрическое сопротивление 100 Ом.м и более). В связи с этим они в большинстве случаев имеют низкую степень коррозионной агрессивности и характеризуются низкими содержанием растворенных солей и значением водородного показателя рН.

Исследования развития коррозии трубной стали в многолетнемерзлых грунтах показывают, что максимум скорости местной коррозии приходится на летне-осенний период первого года после погружения. Это связано с тем, что во время установки нарушается структура грунтов, а следовательно, возрастает их температура и воздухопроницаемость.

В последующие годы скорость коррозии значительно снижается и стабилизируется. Этому способствует образование мерзлого слоя грунта вокруг коррозирующей поверхности в зимний период, в результате которого с октября по май прекращаются все фазовые переходы, перекрывается доступ атмосферному кислороду к стальной поверхности, что тормозит ее деполяризацию. Скорость общей коррозии в этот период составляет 0,05-0,02 мм/год (с учетом сезонных колебаний температуры и влажности).

В то же время, поверхностный слой грунта, в котором также располагается винтовая свая, подвергается сезонному оттаиванию (промерзанию). Из-за наличия в нем влаги и доступа кислорода именно он оказывает наибольшее негативное влияние на металлоконструкции. Однако использование литого наконечника в этом случае ни коим образом не позволяет минимизировать данное негативное воздействие.

4. Выводы

Из сказанного следует, что, во-первых, во время погружения наконечник подвергается минимальному воздействию. Следовательно, использование сварных свай позволит обеспечить запас прочности, достаточный для установки в многолетнемерзлые грунты.

Во-вторых, коррозионные процессы развиваются и протекают на участке «атмосфера – грунт», поэтому расчет срока службы необходимо осуществлять именно для наиболее опасного участка. Измерения коррозионной агрессивности грунтов, на основании данных которых выполняются расчеты, необходимо осуществлять в период наибольшего оттаивания.

Таким образом, использование литых наконечников винтовых свай в многолетнемерзлых грунтах является нецелесообразным.




Была ли информация для Вас полезной?
5
0
0

Статьи по теме